방사성 물질 ‘세슘볼’, 그 실태는?

후쿠시마핵발전소 사고로부터 7년째인 올해 3월, 한국에서는 후쿠시마 지역의 토양과 하천 등에서 발견되고 있는 ‘세슘볼’에 대한 관심이 높아지고 있다.

 

이 세슘볼이란 무엇인가. 어떻게 형성되어 비산되었을까. 환경과 인체에 어떤 영향을 줄까. 세슘볼의 존재가 2014년 처음으로 확인된 이래, 일본의 각종 대학이나 연구기관에서 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 내용에 대해 현재까지 일본 언론을 통해 밝혀지고 있는 것들을 정리했다.

 

‘세슘볼’이란 무엇인가?

 

세슘볼은 방사성 세슘이 유리 성분과 섞인 것으로, 작은 것으로는 1㎛(마이크로미터, 0.001mm(밀리미터)에 해당) 이하의 미립자에서 최대 0.5mm(밀리미터) 정도까지 다양하다. 최초로 확인된 것이 동근 공 모양이었기 때문에 ‘세슘볼’이라는 이름이 붙여졌다.

 

물에 녹지 않는 성질을 가지고 있어 ‘불용성 방사성 입자’라고도 불리며, 과거 핵발전소 사고에서는 발견되지 않았던 물질이다. 불용성 성질 때문에 환경 중에 오랫동안 머무르며, 체내에 들어갈 경우에는 한 조직을 집중적으로 공격할 가능성이 있다고 분석되고 있다.

 

어떻게 형성되었을까?

 

일본원자력연구개발기구의 사토 유키히코(佐藤 志彦) 씨의 분석은 다음과 같다. 후쿠시마핵발전소 사고 당시, 핵연료가 녹아내리면서 방출된 방사성 세슘이 핵반응로 내에 가득 채워진 다음, 격납용기와 핵반응로 건물로 누출되어 단열재 등에 흡착했다. 그 후, 수소폭발 등으로 단열재가 녹아 유리 상태가 될 때 세슘과 결합되어 방사능을 내품는 입자가 만들어졌다.

 

이렇게 만들어진 입자가 바람을 타서 후쿠시마 사고 반경 20km뿐만 아니라 도쿄를 포함한 관동(關東, 도쿄 인근 사이타마현, 카나가와현 등 6개 현)지역까지 광범위하게 비산된 것이다.

 

언제, 어디서 발견되었을까?

 

세슘볼은 후쿠시마핵발전소에서 남쪽으로 약 170km 떨어진 이바라키현(茨城県) 츠쿠바시(つくば市)에 있는 기상연구소에서 2013년 처음으로 발견했다. 기상연구소는 대기 중의 미립자를 모으는 장치를 이용해, 후쿠시마 사고 당시 방사성 플룸(plume, 핵발전소 사고 등으로 비산한 방사성 물질이 대기를 타고 흐르는 현상)이 통과했다고 생각되는 날의 샘플을 조사한 결과, 직경 2.6㎛(삼나무 꽃가루의 약 1/10)의 방사성 입자를 검출했다. 이 미립자에서는 세슘137(3.27베크렐Bq)과 세슘134(3.31베크렐)가 측정되었다.

 

그 후 같은 조사 방법으로 도쿄를 포함한 관동지역의 광범위한 곳에서 세슘볼이 발견되었다. 관동지역으로 비산한 세슘볼은 사고 당시 주로 3월 14일 밤부터 3월 15일에 걸쳐 관동지역을 통과한 플룸에 의해 운반되었을 것으로 추정하고 있다. 후쿠시마핵발전소에서는 2호기의 노심 손상이 시작되었던 시기와 일치한다.

 

또한, 세슘볼은 후쿠시마핵발전소 사고 현장에서 20km 권내 토양과 하천, 사고 직후부터 방치된 건물 내부 등에서도 발견되고 있다. 이들은 관동지역에서 검출된 것들보다 크기가 약 200배 정도 크고, 모양도 다양하다.

 

인체에 어떤 영향이 있나?

 

핵발전소 사고로 세슘은 대량으로 환경 중에 비산되었지만, 세슘은 보통의 경우 물에 녹아 서서히 희석된다. 체내에 흡수될 경우에도 체액에 녹아 전신에 균등하게 번진 다음, 대사 활동을 통해 서서히 몸 밖으로 배출되어 성인의 경우 80~100일 정도면 절반으로 줄어드는 것으로 알려져 있다. 이에 비해 세슘볼은 체액에 녹지 않고 한 곳에 머물러, 폐에 부착될 경우 피폭량은 성인의 경우 일반적인 세슘의 70배, 민감성이 높은 어린이의 경우 180배가 될 것으로 알려져 있다. 이 때문에, 체내의 특정한 기관이 집중적으로 피폭되고, 그 만큼 통상적인 내부피폭보다 위험성도 높다고 생각되고 있다.

 

세슘볼에 관해선 그간 일본에서 다양한 기관에서 계속적인 연구가 진행되고 있다. 물에 녹지 않고 환경 중에 그대로인 상태로 머무르기 쉽다는 성질 때문에 이후에도 폐로 작업 등을 통해 재비산하거나, 광범위한 지역에서 장기적으로 인체에 악영향을 줄 수도 있을 것으로 예상한다.

 

그러나 연구가 현재 진행 중이라는 이유와 부흥에 초점을 맞춘 일본 언론과 여론 분위기 때문에 크게 주목받고 있지 못한 실정이다.

 

탈핵신문 2018년 4월호

오하라 츠나키 편집위원